通信原理教程

1、精選ppt1通信系統(tǒng)原理通信系統(tǒng)原理精選ppt2先修課程先修課程n概率論、隨機(jī)過(guò)程n信號(hào)與系統(tǒng)n高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)n模擬電子電路n高頻電子線路n數(shù)字邏輯電路精選ppt3本課程的學(xué)習(xí)要求本課程主要介紹信息端到端的傳輸系本課程主要介紹信息端到端的傳輸系統(tǒng)，主要討論通信系統(tǒng)的組成和性能指標(biāo)。統(tǒng)，主要討論通信系統(tǒng)的組成和性能指標(biāo)。 ：1-101-10、1313章章( (第第6 6版版) ) ： 要求掌握基本的通信原理，以及原理的基本應(yīng)用要求掌握基本的通信原理，以及原理的基本應(yīng)用平時(shí)成績(jī)平時(shí)成績(jī)20%考試成績(jī)考試成績(jī)80% 徐家愷，徐家愷，通信原理教程通信原理教程第第2 2版，科學(xué)出版社；版，科學(xué)出版社

2、； 曹志剛，曹志剛，現(xiàn)代通信原理現(xiàn)代通信原理，清華大學(xué)出版社；，清華大學(xué)出版社； 周炯槃，周炯槃，通信原理通信原理，北京郵電大學(xué)出版社。，北京郵電大學(xué)出版社。精選ppt4第第1章緒論章緒論n通信的基本概念通信的基本概念n通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成n通信系統(tǒng)分類與通信方式通信系統(tǒng)分類與通信方式n信息及其度量信息及其度量n通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)精選ppt5通信的基本概念通信的基本概念n通信概念通信概念為達(dá)到聯(lián)系的目的，采用電的或非電的任何方法，通過(guò)任何媒質(zhì)，將信息從一地傳到另一地的過(guò)程稱為通信（“電通信”）。n通信的重要性通信的重要性當(dāng)今信息社會(huì)，通信與傳感、計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合

3、，成為整個(gè)社會(huì)的高級(jí)“神經(jīng)中樞”。精選ppt6通信的基本概念通信的基本概念n消息、信息與信號(hào)消息、信息與信號(hào)傳輸消息的手段（媒介），傳輸消息的手段（媒介），是消是消息的載體（或媒介）息的載體（或媒介），通信系統(tǒng)中傳輸?shù)氖切盘?hào)。，通信系統(tǒng)中傳輸?shù)氖切盘?hào)。（）通信的目的是傳遞消息，如語(yǔ)音、通信的目的是傳遞消息，如語(yǔ)音、文字、圖形、圖像等；文字、圖形、圖像等； 消息的有效消息的有效（或有意義）（或有意義）內(nèi)內(nèi)容，容，不同消息可有相同內(nèi)容；不同消息可有相同內(nèi)容；精選ppt7通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成n通信系統(tǒng)模型通信系統(tǒng)模型圖1-1 通信系統(tǒng)一般模型發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端噪噪 聲聲發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備

4、信信 道道接收設(shè)備接收設(shè)備信信 宿宿信信 源源精選ppt8n各部分功能各部分功能信源信源：把各種可能消息轉(zhuǎn)換成原始電信號(hào)，如話筒、鍵盤(pán)、磁帶、攝像機(jī)等。n消息類型多種多樣，如：符號(hào)、文字、語(yǔ)聲、音樂(lè)、數(shù)據(jù)、圖片、活動(dòng)圖象等等。發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備：把原始電信號(hào)變?yōu)檫m合在信道中傳輸?shù)男盘?hào)。方法是對(duì)原始電信號(hào)進(jìn)行某種變換。信道信道：信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?。接收設(shè)備接收設(shè)備：與發(fā)送設(shè)備的作用相反，它能從接收的信號(hào)中恢復(fù)出相應(yīng)的原始信號(hào)。信宿信宿：將復(fù)原的原始信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。噪聲源噪聲源：信道中的噪聲以及分散在通信系統(tǒng)其它各處的噪聲的集中表示。精選ppt9信源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備信宿語(yǔ)音電話機(jī)電路鏈接信道或

5、者無(wú)線信道電話機(jī)語(yǔ)音有線或者無(wú)線（電話）語(yǔ)音通信系統(tǒng)圖象及聲音廣播電視發(fā)送設(shè)備有線或者無(wú)線信道電視（接收）機(jī)圖象及聲音有線（或）無(wú)線廣播系統(tǒng)數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)精選ppt10n通信原理研究?jī)?nèi)容通信原理研究?jī)?nèi)容通信原理的討論就是圍繞通信系統(tǒng)的模型展開(kāi)的。上述模型概括地反映了通信系統(tǒng)的共性。根據(jù)我們研究對(duì)象及所關(guān)心的問(wèn)題不同，將會(huì)使用不同形式的較具體的通信系統(tǒng)模型。精選ppt11n模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)模型一、消息分類離散消息（數(shù)字消息）：指消息的狀態(tài)是可數(shù)的或離散型的，例如：符號(hào)、文字或數(shù)據(jù)。連續(xù)消息（模擬消息）：指消息的狀態(tài)是連續(xù)變化的。

6、例如：連續(xù)變化的語(yǔ)聲、圖象等。精選ppt12二、信號(hào)分類各種消息需要轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。消息與電信號(hào)之間必須是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，否則在接收端就無(wú)法復(fù)制出原來(lái)的消息。 通常消息被載荷在電信號(hào)的某一參量上，如果電信號(hào)的該參量攜帶著離散消息，則該參量就是離散取值的。這樣的信號(hào)稱為數(shù)字信數(shù)字信號(hào)號(hào)。如計(jì)算機(jī)輸入/輸出信號(hào)。 如果電信號(hào)的該參量連續(xù)取值，則稱這樣的信號(hào)為模擬信號(hào)模擬信號(hào)。如電話機(jī)輸出的信號(hào)。精選ppt13模擬信號(hào)模擬信號(hào) 基帶信號(hào)(一般指未調(diào)制過(guò)的信號(hào))瞬時(shí)值狀態(tài)無(wú)限，如正弦信號(hào).語(yǔ)音信號(hào).圖像信號(hào)等。 已調(diào)信號(hào)(載波一般為正弦信號(hào))的參數(shù)狀態(tài)數(shù)無(wú)限 精選ppt14數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào) 碼元：一個(gè)接一

7、個(gè)按節(jié)拍傳送的數(shù)字信號(hào)單元，為代表數(shù)字信號(hào)一個(gè)取值的波形?；鶐盘?hào)的瞬時(shí)值狀態(tài)數(shù)有限。 已調(diào)信號(hào)(載波一般為正弦信號(hào))的參數(shù)狀態(tài)數(shù)有限。精選ppt15三、模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)n若信道中傳輸?shù)氖悄M信號(hào)，則稱該通信系統(tǒng)為模擬通信系統(tǒng)。n若信道中傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)，則稱該通信系統(tǒng)為數(shù)字通信系統(tǒng)。注：可以把模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)（A/D變換），經(jīng)數(shù)字通信方式傳輸后，在接收端進(jìn)行相反的變換（D/A變換），以還原出模擬信號(hào)。精選ppt16四、模擬通信與數(shù)字通信的發(fā)展n1844年5月24日莫爾斯（Morse）在華盛頓和巴爾的摩之間發(fā)送世界上第一份電報(bào)。n1876年貝爾（Behr）發(fā)明電話，模擬通信的開(kāi)

8、始n1960年以后數(shù)字通信才日益興旺起來(lái) n發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)字化、智能化、綜合化、個(gè)人化，最終實(shí)現(xiàn)全球ISDN個(gè)人通信。 精選ppt17五、數(shù)字通信的優(yōu)缺點(diǎn)n數(shù)字通信更能適應(yīng)對(duì)通信技術(shù)越來(lái)越高的要求。n數(shù)字通信的抗干擾能力強(qiáng)，尤其在中繼時(shí)，數(shù)字信號(hào)可以再生而消除噪聲的積累。n傳輸差錯(cuò)可以控制，從而改變了傳輸質(zhì)量n便于使用現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來(lái)對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行處理n數(shù)字信息易于作高保密性的加密處理n數(shù)字通信可以綜合傳遞各種消息，使通信系統(tǒng)功能增強(qiáng)。 缺點(diǎn)：n需要更大的帶寬。n需要同步信號(hào)。精選ppt18六、模擬通信系統(tǒng)模型圖1-4 模擬通信系統(tǒng)模型注：系統(tǒng)里可能還有濾波、放大、變頻、發(fā)射等過(guò)程。其過(guò)程

9、被認(rèn)為是足夠理想的。發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端噪噪 聲聲調(diào)調(diào) 制制信信 道道解解 調(diào)調(diào)信信 宿宿信信 源源精選ppt19n原始電信號(hào)特點(diǎn)通常具有頻率很低的頻譜分量，一般不宜直接傳輸。n調(diào)制解調(diào)的作用將原始電信號(hào)原始電信號(hào)變換成頻帶適合信道傳輸?shù)男盘?hào)，并在接收端進(jìn)行反變換。這種變換和反變換稱為調(diào)制調(diào)制和解調(diào)解調(diào)。經(jīng)過(guò)調(diào)制的信號(hào)稱為已調(diào)信號(hào)已調(diào)信號(hào)，它具有兩個(gè)基本特性：一是攜帶有信息，二是適應(yīng)在信道中傳輸。n基帶信號(hào)我們將發(fā)送端調(diào)制前和接收端解調(diào)后的信號(hào)稱為基帶信號(hào)。因此原始電信號(hào)又稱基帶信號(hào)基帶信號(hào)，而已調(diào)信號(hào)稱為頻帶信號(hào)頻帶信號(hào)。精選ppt20七、數(shù)字通信系統(tǒng)模型圖1-5 數(shù)字通信系統(tǒng)模型發(fā)送端

10、發(fā)送端接收端接收端信信 源源信道編碼信道編碼調(diào)調(diào) 制制信信 道道壓縮編碼壓縮編碼解解 調(diào)調(diào)信信 宿宿保密解碼保密解碼信道解碼信道解碼壓縮解碼壓縮解碼保密編碼保密編碼噪噪 聲聲同同 步步信源編碼信源編碼信源解碼信源解碼精選ppt21n注：a實(shí)際的通信系統(tǒng)并非一定要如圖1-3所示的那樣包含所有的環(huán)節(jié)。本書(shū)中將要討論的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)，它的模型就不包括調(diào)制與解調(diào)環(huán)節(jié)。 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)模型發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端噪噪 聲聲基帶信號(hào)基帶信號(hào)形成器形成器信信 道道接收接收濾波器濾波器信信 宿宿信信 源源精選ppt22nb數(shù)字通信系統(tǒng)傳送的消息一般都是離散型的，但也可以是連續(xù)型的。發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端

11、信信 源源信道編碼信道編碼調(diào)調(diào) 制制信信 道道壓縮編碼壓縮編碼解解 調(diào)調(diào)信信 宿宿保密解碼保密解碼信道解碼信道解碼壓縮解碼壓縮解碼保密編碼保密編碼噪噪 聲聲同同 步步信源編碼信源編碼信源解碼信源解碼精選ppt23n信源編碼信源編碼：壓縮編碼、加密、A/D轉(zhuǎn)換。壓縮編碼壓縮編碼：用于減少數(shù)字信號(hào)的冗余度。保密編碼（加密器）保密編碼（加密器）：對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行人為“擾亂”，即加上密碼，這叫加密。n信道編碼信道編碼：差錯(cuò)控制編碼、擴(kuò)頻編碼。n同步問(wèn)題同步問(wèn)題：由于數(shù)字通信是一個(gè)接一個(gè)按節(jié)拍傳送的數(shù)字信號(hào)單元，即碼元，因而接收端必須與發(fā)送端相同的節(jié)拍接收。另外，為了表述消息內(nèi)容，基帶信號(hào)都是按消息內(nèi)容進(jìn)

12、行編組的（相當(dāng)于寫(xiě)文章要有標(biāo)點(diǎn)符號(hào)一樣）。因此編組的規(guī)律在收發(fā)之間也必須一致。在數(shù)字通信中，稱節(jié)拍一致為“位同步”或“碼元同步”，而稱編組一致為“群同步”、“幀同步”、“句同步”或“碼組同步”。問(wèn)題：舉出熟悉的通信系統(tǒng)的種類？精選ppt24通信系統(tǒng)的分類與通信方式通信系統(tǒng)的分類與通信方式n通信系統(tǒng)的分類通信系統(tǒng)的分類這里從通信系統(tǒng)模型的角度討論其分類按通信業(yè)務(wù)分類按通信業(yè)務(wù)分類電報(bào)通信系統(tǒng)、電話通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、圖象通信系統(tǒng)按調(diào)制方式分類按調(diào)制方式分類根據(jù)是否采用調(diào)制，可將通信系統(tǒng)分為基帶傳輸（如音頻市內(nèi)電話）和頻帶（調(diào)制）傳輸。按信號(hào)特征分類按信號(hào)特征分類按信道傳輸?shù)氖悄M信號(hào)還是數(shù)字

13、信號(hào)，可以分成模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)兩類。精選ppt25按傳輸媒介分類按傳輸媒介分類分為有線和無(wú)線兩類。按工作波段分類按工作波段分類分為長(zhǎng)波、中波、短波和遠(yuǎn)紅外線通信。按信號(hào)復(fù)用方式分類按信號(hào)復(fù)用方式分類傳送多路信號(hào)有三種方式，即頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和碼分復(fù)用。頻分復(fù)用：用頻譜搬移的方法使不同信號(hào)占據(jù)不同的頻率范圍。用于傳統(tǒng)的模擬通信中。時(shí)分復(fù)用：用抽樣或脈沖調(diào)制方法使不同信號(hào)占據(jù)不同的時(shí)間區(qū)間。用于數(shù)字通信系統(tǒng)中。碼分復(fù)用：用一組互相正交的碼字的碼組攜帶多路信號(hào)。多用于空間擴(kuò)頻通信中，用于擴(kuò)頻通信和移動(dòng)通信系統(tǒng)中。精選ppt26n通信方式通信方式對(duì)于點(diǎn)與點(diǎn)之間的通信，按消息傳送的方向與時(shí)間

14、的關(guān)系，通信方式可分為：?jiǎn)喂ねㄐ?、半雙工通信及全雙工通信三種。單工通信：是指消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?。例如：遙測(cè)、遙控、廣播、無(wú)線尋呼。發(fā)發(fā)端端收收端端信信道道精選ppt27半雙工通信：是指通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時(shí)進(jìn)行收發(fā)的工作方式。如無(wú)線對(duì)講機(jī)、檢索。全雙工通信：指通信雙方可同時(shí)進(jìn)行收發(fā)消息的工作方式。如普通電話、手機(jī)。發(fā)端發(fā)端收端收端信道信道收端收端發(fā)端發(fā)端信道信道收端收端收端收端信道信道發(fā)端發(fā)端發(fā)端發(fā)端精選ppt28在數(shù)字通信中，按照數(shù)字信號(hào)碼元排列方法不同，有串序與并序傳輸之分。串序傳輸：是將數(shù)字信號(hào)碼元序列按時(shí)間順序一個(gè)接一個(gè)地在信道中傳輸. 應(yīng)用于遠(yuǎn)距離傳輸。因?yàn)檫@種方

15、式只需占用一條通路。發(fā)發(fā)送送設(shè)設(shè)備備接收接收設(shè)備設(shè)備 1 0 1精選ppt29并序傳輸：將數(shù)字信號(hào)碼元序列分割成兩路或兩路以上的數(shù)字信號(hào)碼元序列同時(shí)在信道中傳輸，則稱為并序傳輸.適用于近距離傳輸。值得注意的是：串行和并行的概念是指組成一個(gè)字符的各碼元是依順序逐位傳輸還是并行地傳輸。至于數(shù)據(jù)字符還是逐個(gè)依次發(fā)送。發(fā)發(fā)送送設(shè)設(shè)備備接收接收設(shè)備設(shè)備精選ppt30在串序傳輸中，按數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒绞椒譃橥絺鬏敽彤惒絺鬏?。在串行傳輸?如何解決碼組(字符)的同步問(wèn)題:同步傳輸和異步傳輸n同步傳輸同步傳輸:以固定時(shí)鐘節(jié)拍來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)的.在串行數(shù)據(jù)流中,各信號(hào)碼元之間的相對(duì)位置都是固定的,接收端要從收到的

16、數(shù)據(jù)碼流中正確區(qū)分發(fā)送的字符,必須建立同步的時(shí)鐘.同步傳輸是以幀為單位發(fā)送數(shù)據(jù),并有幀的起始和終止標(biāo)志. 與異步傳輸相比,同步傳輸在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上復(fù)雜,但不需要對(duì)每一個(gè)字符單獨(dú)加起、止碼元作為識(shí)別字符的標(biāo)志，只是在一串字符的前后加上標(biāo)志序列.因此,傳輸效率高,適合較高速率的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(2.4kb/s以上).精選ppt31n異步傳輸異步傳輸:每次傳輸一個(gè)字符代碼(5-8bits),傳輸時(shí)在一個(gè)字符的前后均加上一個(gè)特殊的標(biāo)志(稱為起始位和終止位).通常,起始位為一個(gè)碼元,極性為0, 終止位為1-2個(gè)碼元,極性為1 每一個(gè)字符的起始時(shí)刻是隨機(jī)的、任意的（這就是異步的含義）,但在同一字符內(nèi)碼元的長(zhǎng)度是相

17、等的。接收端從根據(jù)“終止位”到“起始位”的跳變(“1”“0”)識(shí)別一個(gè)新的字符，從而區(qū)分一個(gè)個(gè)字符 異步傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是：字符同步實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，收發(fā)雙方的時(shí)鐘信號(hào)不需要精確的同步。缺點(diǎn)是：每個(gè)字符增加了2-3bit，降低了傳輸效率，適合1.2kb/s以下的數(shù)據(jù)傳輸。精選ppt32起止一 個(gè)字 符止一 個(gè)字 符(a) 異 步 傳 輸SYN字符SYN字符SOH字符信 息字 符EOT字符時(shí) 鐘 信 號(hào)(b) 同 步 傳 輸精選ppt33實(shí)際的通信系統(tǒng)分為專線和通信網(wǎng)兩類。點(diǎn)與點(diǎn)之間的通信是專線通信，多點(diǎn)間的通信屬網(wǎng)通信。網(wǎng)通信的基礎(chǔ)仍是點(diǎn)與點(diǎn)的通信。因此，本書(shū)重點(diǎn)討論點(diǎn)與點(diǎn)通信的原理。 為了完成多用戶中任意

18、兩個(gè)用戶之間的為了完成多用戶中任意兩個(gè)用戶之間的通信，一般需要建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)多用戶通通信，一般需要建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)多用戶通信系統(tǒng)互連的通信體系稱之為通信網(wǎng)。信系統(tǒng)互連的通信體系稱之為通信網(wǎng)。精選ppt34信息及其度量信息及其度量n消息與信息消息與信息消息：消息各種各樣，沒(méi)有大小信息：與消息的意義相似，但其含義更普遍化、抽象化。信息可被理解為消息中包含的有意義的內(nèi)容。不同的消息可以包含相同的信息。（例如，分別用語(yǔ)音和文字發(fā)送的天氣預(yù)報(bào)，所含信息內(nèi)容相同。）如同搬運(yùn)貨物多少采用“貨運(yùn)量”來(lái)衡量一樣，傳輸信息的多少使用“信息量”去衡量。信號(hào)是消息的載體信號(hào)是消息的載體信息是消息的內(nèi)涵信息是消息

19、的內(nèi)涵精選ppt35n信息的度量（信息量公式）信息的度量（信息量公式）n度量消息中所包含的信息量的方法，與消息種類無(wú)關(guān)，另外和消息重要程度無(wú)關(guān)?！暗厍驀@太陽(yáng)轉(zhuǎn)”“海洋已經(jīng)被核爆炸污染”事件愈不可能，愈是使人感到意外和驚奇，信息量就愈大。即與事件發(fā)生概率有關(guān)。n消息中所包含的信息量I與消息出現(xiàn)的概率P(x)之間的關(guān)系 a=2時(shí)，信息量的單位為比特（bit）； a=e時(shí)，信息量的單位為奈特（nat）； a=10時(shí)，信息量的單位為哈萊特。)(log)(1logxpxpIaa哪條消息包含哪條消息包含的信息量大？的信息量大？精選ppt36n等概出現(xiàn)的離散消息的度量等概出現(xiàn)的離散消息的度量假設(shè)需要傳輸?shù)?/p>

20、離散消息是在M個(gè)消息中獨(dú)立地選擇其一，且認(rèn)為每一消息的出現(xiàn)概率是相同的。顯然為了傳遞一個(gè)消息，只需采用一個(gè)M進(jìn)制的波形來(lái)傳送。傳送M個(gè)消息之一這樣一件事與傳送M進(jìn)制波形之一是完全等價(jià)的。傳送M進(jìn)制波形之一的信息量為：)(log/11log22bitMMI2 ,()2,1()kMIk bitMIbit如果則；如果則精選ppt37n非等概出現(xiàn)的離散消息的度量非等概出現(xiàn)的離散消息的度量設(shè)離散消息源是一個(gè)由n個(gè)符號(hào)組成的集合，稱符號(hào)集。符號(hào)集中的每一個(gè)符號(hào)在消息中是按一定概率獨(dú)立出現(xiàn)的，即：則各個(gè)符號(hào)所包含的信息量分別為：于是，每個(gè)符號(hào)所含信息量的統(tǒng)計(jì)平均值，即平均信息量（信息源的熵）為：21222l

21、og(),log(),.,log()np xp xp x)/( )(log)()(log)(.)(log)()(log)()(122222121符號(hào)bitxpxpxpxpxpxpxpxpxHniiinn12112.( )1( )().()nniinxxxp xp xp xp x，且有精選ppt38【例題例題】 一部按鍵電話機(jī)上有10個(gè)數(shù)字鍵(09)及”*”和”#”字鍵。設(shè)發(fā)射”*”和”#”的概率各為0.005，發(fā)射09的概率為0.099。如果以2個(gè)鍵/秒的速度按壓電話，試求平均信息量和信息速率。 【解】H = 3.38比特/鍵 Rb = 3.38比特/鍵 2鍵/秒= 6.76比特/秒精選ppt

22、39n連續(xù)消息的度量連續(xù)消息的度量 連續(xù)消息的信息量可以用概率密度函數(shù)來(lái)描述。 可以證明，連續(xù)消息的平均信息量為： 其中：f (x)-連續(xù)消息出現(xiàn)的概率密度。( )( )log( )aH xf xf x dx 精選ppt40通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)涉及有效性、可靠性、適應(yīng)性、標(biāo)準(zhǔn)性、經(jīng)濟(jì)性及維護(hù)使用等等。主要性能指標(biāo)為有效性、可靠性n有效性有效性：消息傳輸?shù)乃俣葐?wèn)題n可靠性可靠性：是指接收信息的準(zhǔn)確程度。消息傳輸?shù)馁|(zhì)量問(wèn)題這對(duì)矛盾通常只能依據(jù)實(shí)際要求取得相對(duì)的統(tǒng)一。精選ppt41n模擬通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)模擬通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)有效性有效性：消息傳輸速度主

23、要決定于消息所含的信息量和對(duì)連續(xù)消息（即信息源）的處理。用單位時(shí)間內(nèi)傳送的信息量來(lái)衡量。工程上使用有效傳輸頻帶衡量?？煽啃钥煽啃裕航邮諜C(jī)輸出的信號(hào)平均功率與噪聲平均功率之比。（接收端輸出信噪比） B越小，有越小，有效性越好效性越好S/N越大，可靠越大，可靠信越好信越好精選ppt42模擬通信中還有一個(gè)重要性能指標(biāo)是均方誤差，是衡量發(fā)送的連續(xù)信號(hào)與接收端復(fù)制的連續(xù)信號(hào)之間誤差程度的質(zhì)量指標(biāo)。 造成誤差的原因：（1）加性干擾：信號(hào)在傳輸時(shí)疊加上噪聲產(chǎn)生的誤差。特點(diǎn)：始終存在（不管信號(hào)有無(wú)） 。（2）乘性干擾：由于信道傳輸特性不理想產(chǎn)生的誤差。特點(diǎn)：隨信號(hào)的消失而消失。 精選ppt43 對(duì)于由乘性干擾

24、產(chǎn)生的誤差，常常還用更具體的性能指標(biāo)來(lái)描述，例如，用于通話的通信系統(tǒng)還有保真度、可懂度、清晰度等質(zhì)量指標(biāo)，這些就不作說(shuō)明了。 由加性干擾產(chǎn)生的誤差，通常用信號(hào)噪聲比這一指標(biāo)衡量。在后面的討論中，我們今后在估計(jì)模擬通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)時(shí)，往往采用輸出信噪比來(lái)衡量。如果在相同的比較條件下，某一個(gè)系統(tǒng)的輸出的信噪比最高，則稱該系統(tǒng)通信質(zhì)量最好，或稱該系統(tǒng)抗信道噪聲（或干擾）的能力最強(qiáng)。精選ppt44n數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 數(shù)字信號(hào)是怎樣表示的數(shù)字信號(hào)是怎樣表示的：由于數(shù)字通信是傳輸離散信號(hào)的，因此，這些離散值就可以一一加以表示。按人們的習(xí)慣，自然就想到用十進(jìn)制數(shù)字（0，

25、1，2，9）去表示。 比如，某一離散值用一位十進(jìn)制數(shù)字來(lái)表示，或者為了準(zhǔn)確些，用幾位十進(jìn)制數(shù)字去表示。十進(jìn)制數(shù)字在人們?nèi)粘Ｉ钪须m然比較習(xí)慣和熟悉，但對(duì)于機(jī)器來(lái)講，根據(jù)數(shù)字電路的特點(diǎn)，卻是不方便的。 在計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信中最適宜采用的是二進(jìn)制計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信中最適宜采用的是二進(jìn)制，即只有兩種不同狀態(tài)（只有兩個(gè)電壓值或只有兩個(gè)電流值）的“0”或“1”。二進(jìn)制數(shù)的各種運(yùn)算規(guī)則與十進(jìn)制的完全相同，區(qū)別僅在于前者“逢二進(jìn)一”，而后者是逢“十進(jìn)一”。二進(jìn)制與十進(jìn)制之間有一一對(duì)應(yīng)的表述關(guān)系。精選ppt45用二進(jìn)制數(shù)可以表示任意一個(gè)離散值 在數(shù)字通信中，若離散信號(hào)的狀態(tài)只有兩種，則可用一位二進(jìn)制去表示；若離散

26、信號(hào)的狀態(tài)多于兩種，則可用若干位二進(jìn)制符號(hào)支表示。當(dāng)然，除了采用二進(jìn)制外，還可采用多進(jìn)制（大于2的進(jìn)制）比如選用N進(jìn)制，這里的N是大于2的一個(gè)正整數(shù)。自然N進(jìn)制與二進(jìn)制仍然是可以相互表示的。比如，當(dāng)N=4，則N進(jìn)制的每一個(gè)符號(hào)可以用兩位二進(jìn)制符號(hào)去表示，反之亦然。 原則上，N進(jìn)制的一個(gè)符號(hào)可用log2N個(gè)二進(jìn)制符號(hào)去表示。但要注意，當(dāng)log2N不為整數(shù)時(shí)，則應(yīng)取大于此值的第一個(gè)整數(shù)。在數(shù)字通信中常常用相同的時(shí)間間隔來(lái)表示一個(gè)二進(jìn)制信號(hào)，這個(gè)間隔被叫做碼元長(zhǎng)度，這樣的信號(hào)簡(jiǎn)稱為二進(jìn)制碼元。 1 0 1T精選ppt46數(shù)字通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)傳輸速率（有效性）傳輸速率（有效性）：碼元速率RB、信息速率Rb差錯(cuò)率（可靠性）差錯(cuò)率（可靠性）：誤碼率Pe、誤信率Pb p碼元速率RB：碼元傳輸速率又稱碼元速率或傳碼率，它被定義為每秒鐘傳送碼元的數(shù)目，單位為“波特”，常用符號(hào)“Baud”表示。 【例】若系統(tǒng)每秒傳送4800個(gè)碼元，則該系統(tǒng)的傳碼率為4800波特或4800Baud。精選ppt47信息速率Rb 按照信息論的觀點(diǎn)，在進(jìn)行有意義的通信時(shí)，傳遞消息就意味著傳遞了信息（信息被理解為消息中所包含的對(duì)受信者有意義的內(nèi)